控制系统设计和实现报告.docx

北京科技大学 控制系统设计与实现 实践报告 班 级： 专 业： 智能科学与技术 设 计 人（学号）： 组 员（学号） 指 导 教 师： 阎群 完 成 日 期： 2017 年 7 月 13 日  教师评语 PAGE I 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 实践任务书 1 1.1 实践目的 1 1.2 实践内容及要求 1 1.3 报告要求 2 1.4 进度安排 2 1.6 分组情况 3 2 设计要求 4 3 系统介绍 4 3.1 系统简介 4 3.2 对象系统介绍 4 3.3 系统主体结构介绍 5 4 实验建模研究 6 4.1 实验建模理论基础 6 4.2 单容水箱液位控制实验建模 7 4.3双容水箱液位控制实验建模 7 4.4 试验建模结果分析 8 5 Matlab仿真研究 9 5.1 模型计算 9 5.2 PID控制仿真研究 10 6单闭环水箱PID控制 10 6.1液位控制 14 6.1.1实验步骤 14 6.1.2结果分析 19 6.2流量控制 20 6.2.1实验步骤 20 6.2.2结果分析 20 6.3压力控制 21 6.3.1实验步骤 21 6.3.2结果分析 21 7 流量液位串级控制 22 7.1实验步骤 22 7.2结果分析 23 8实践总结 25 8.1 目标，过程，结果等分析 25 8.2对实践的收获，要求和建议 25 北京科技大学自动化学院 自动化生产线实训实验报告 PAGE 3 1 实践任务书 1.1 实践目的 单容水箱液位模型测试： 1） 熟悉本套系统，明确应该如何进行本次实验 2） 熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线 3）根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法确定其参数 4）了解单容水箱液位单闭环控制系统构成 水平（垂直）双容水箱液位模型测试 1）掌握水平与垂直双容水箱液位模型的调试方法 2）熟悉双容水箱的数学模型及相应曲线 单容水箱液位PID控制 1）通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。? 2）研究系统分别用P、PI和PID调节器时的阶跃响应。? 3）研究系统分别用P、PI和PID调节器时的抗扰动作用。? 4）定性地分析P、PI和PID调节器的参数变化对系统性能的影响。 单容水箱压力PID控制 1）通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2）分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。? 3）定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。 单容水箱压力PID控制 1、熟悉本套系统，明确应该如何进行本次实验 2、熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线 3、根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法确定其参数。 4、熟悉利用MATLAB建立系统数学模型的方法。 5、学会利用MATLAB/Simulink对系统建模的方法。 6、熟悉并学会稳定边界法。 7、熟悉并学会PID参数的自整定法。 8、较为深刻理解液位PID单回路控制的原理，并掌握PID相关参数的设定方法。 1.2 实践内容及要求 分析单容水箱液位单闭环控制系统构成，设计、调试单容水箱液位PID控制。 单容水箱液位模型测试；水平（垂直）双容水箱液位模型测试。 单容水箱流量PID控制实验；单容水箱压力PID控制实验。 设计调试双容水箱液位、压力单闭环控制系统 流量-液位串级控制系统 自行设计并调试闭环液位控制系统程序。 1.3 报告要求 1）参照《自动控制系统设计与实现报告模板》撰写 2）详细写明设计思路，流程图，测试结果及分析论证 3）认真撰写心得体会及建议（其中包括对于课程改进） 4）标注主要参考文献 1.4 进度安排 6月26日-7月2日 学习A1000小型过程控制系统实验指导书； 学习西门子可编程控制器S7-200/S7-300；学习组态王6.53. 7月3日 明确设计任务，熟悉简单控制系统的硬件设计。 结合A1000小型过程控制系统实验指导书及具体实验设备，进一步熟悉系统构成，系统中各部件功能，绘制完整的系统配电图。 7月4日 单容水箱液位模型测试；水平（垂直）双容水箱液位模型测试。 7月5